谈自动气象站的防雷设计

1、 谈自动气象站的防雷设计 摘要:随着我国对气象建设的重视程度不断提高，加大了对气象建设的在政策上和技术上的支持力度，加快推动气象建设向着现代化发展的进程。我国在全国各个地区都建立了自动气象站，可以实时对全国各个地区的气象进行观察和监测，并且可以全面掌握到各个地区的气象信息，有利于及时针对一些气象情况采取有效措施。自动气象站大多都建立在比较空阔的地方，周围没有过高的建筑，测风杆成为平坦地区唯一高耸的物体，而且由于自动站的设备大多采用的是微电子设备，容易被雷电的袭击。气象站如果受到雷电的攻击，不仅设备发生损坏，导致无法观测到全国的气象信息，自动气象站陷入瘫痪，对设备进行维修和更换，会造成不必要的成

2、本浪费，而且容易对气象站中的工作人员造成安全威胁。因此要注重对气象站可能遭受到的雷电的类型进行分析，并且积极寻找突破口，找寻一些可以最大程度上避免雷电袭击的方法。关键词:自动气象站；防雷；方法引言：雷电虽然是一种自然现象，但是它的发生会给人们带来严重的灾害。它对自动气象站有着巨大的破坏力，不仅会使气象站无法正常运行，也会威胁气象工作人员的安全，甚至阻碍我国气象建设的发展。因此，在自动气象站开展雷电防护工作显得十分迫切且重要。由于对雷电发生的强度无法进行准确的预测，就增添雷电防护工作的难度。这就要求人们要提高对雷电的认识程度，了解和分析雷电发生的原因，从中找出可以进行有效规避的方法。因此，自动气

3、象站开展防雷工作时，要对每一个自动气象站的地理位置、设备摆放、周边环境情况等方面进行详细且全面的了解，并且根据这些情况制定一个可行且合理的防雷计划，有效的避免气象站遭受雷电的袭击或者减小危害程度，来保障气象站观测等工作的正常开展，对气象站工作人员的人身安全也带来一定的保证。一、自动气象站可能遭受的雷电袭击的类型（一）直击雷直击雷，顾名思义就是雷电直接击中在自动气象站或者其他建筑上。直击雷的危害以及破坏力是巨大的。雷电直接击中气象站的测风杆或者击中观测设备上，都会在击中的瞬间产生极强的电压，完成电能向热能以及机械能的转化，对气象站的设备造成损坏。2. 感应雷电雷电感应的发生也是有一定的原理和过程

4、的。雷电发生的位置其附近的云层中也是含有电的，由于静电感应的发生，云层下的建筑物会产生与雷云所带的电相反的电荷，导线与地面形成的较大的电阻，短时间内无法消失的导线上的感应电荷会形成感应高电压，但是仅仅是局部地区。雷电电流产生的电幅比较大，会在它的周围产生一个电磁场，磁场中的导体会感应到强大的电动势。这就是电测感应发生的过程。雷电的感应会造成气象站中的设备因过电压而受到损坏1。2. 雷电波侵入雷电波侵入也是会给自动气象站带来巨大的损坏。直击雷击中在气象台或者周围地面上，它在击中地面的瞬间，地网上会出现高电位，它们会通过网络线、输电线以及无线电天线等引入线，转化为波的形式侵入气象台内部，造成气象台

5、的设备的损害。二、自动气象站的防雷设计1. 直击雷的防护设计在进行自动气象站的防雷设计工作时，无论是气象站还是地面上的其他建筑都需要对其进行防护直击雷的设计，使其可以规避或者减少直击雷带来的破坏。防雷工作在操作过程中的每个环节都要严格依照防雷计划制定的规范进行操作，将接闪杆以及接闪带组合起来形成接闪器，使立柱钢筋和房屋面板钢筋形成一个整体，并且将其作为防雷引下线，而接地体就由基础钢筋来担任，这样就可以将雷电产生的电流安全的流入地面中。由于大多数情况下，气象站的接闪杆是安装在风杆顶部的，而且引下线会安装在接闪杆的下段，这样容易使风向传感器发生损坏，为了避免这样的问题再次发生，应该在距离风向杆不小

6、于三米的地方设立接闪杆，并且一定要在观测场的外围，这样才可以起到对直击雷的防护的作用2。（二）感应雷电的防护设计自动气象站仅仅具备防护直击雷的措施是远远不够的，还要对其进行感应雷电的防护设计。因为雷电中的电涌会进入电气通道中，电涌产生的高压与雷电的高压相遇，会对电气通道中的通信系统、网络系统以及通讯设备造成破坏，破坏程度不等，危害程度较轻的话会使电气通道中的各种线路造成损坏，严重的话会使设备损坏，各种系统出现瘫痪，因此要提高对自动气象站进行感应雷电的防护的重视程度。将一个自动气象台作为雷电防护区域，从电磁兼容的角度来看，可以将自动气象台从外到内划分成多个保护区，最外层是雷电最先接触到的地方，危

7、险指数是最高的，遭受到的雷电破坏力度也是最强的，进入保护区域内部是相对来说危险系数比较小的，雷电破坏的程度相对比较小。可以在自动气象站进出的每个保护区上的信息数据线、各种设备前端以及金属管道上都进行防雷器的安装，并且将它们进行等电位连接。从保护区域的最外层到最内层，可以分层对保护区域进行保护，不仅要对电源系统划分等级，降低过电压使其符合设备的承受能力，而且针对信息系统的保护，也要分级保护，可以根据电子设备的敏感度以及保护区的级别来进行选择保护措施。在对自动气象站进行感应雷电的防护工作时，要注重分级保护。另外，为了防止电源插座出现故障从而造成的防护措施起不到防护作用的情况的发生，可以将自动气象站

8、中所有设备所需要用到的插座，将其全部换成具有防雷功能的插座，使气象站的电源防雷工作做到万无一失。雷电可以通过多种途径对自动气象站的通信系统造成损坏。雷电可以通过受到雷击的建筑物所放出的电，对建筑物内部的通信网络环路中因为电磁感应而产生的过电压对通信设备造成损坏。还可以通过供电线路发生感应引入的系统电源而导致的通信设备的损坏。因为电子信息系统中包含的环节比较多，电子线路接口比较多且长，所以遥感信号系统的防雷工作具有复杂性。自动气象站的防雷保护不仅包括对电源系统实行分级保护，还要对通信线路以及遥感信号系统进行保护。接口电路由于具备感应雷电的防护功能，减少因为信号线路过长而引起的损坏。因此信号箱要与

9、观测场的地网相连接，并且要对信号金属线进行屏蔽，可以防止雷电波的侵入线路，造成设备损坏3。（三）接地系统接地系统对于自动气象站的雷电防护工作也是非常重要的。无论针对哪一种雷电侵入方式，若想进行安全防护，就要将雷电电流可以安全的泄入大地之中，没有完善的接地系统，是无法安全实现雷电的防护。我国自动气象站目前的接地系统是气象站中的雷电防护接地以及设备接地等联合使用一个接地系统，这样的方式对接地电阻有一定的要求。另外，在直击雷的防护工作中对气象站的风杆如果采用的是独立接闪杆的方式，就需要对其进行单独的接地系统，不能与观测场中的其他设备共用一个接地系统4。3. 结束语综上所述，自动气象站雷电防护工作的开

10、展是十分重要的。雷电的袭击给自动气象站带来的损失是无法估量的。由于雷电可能会对各个系统造成伤害，甚至使之瘫痪，会对各种电子设备进行损坏，容易发生无法进行气象观测，或者气象要素数据丢失无法复原的情况，会影响气象观测工作的顺利进行，而且气象站中的电子设备的价格都比较昂贵，使维修维护的成本增高。因此要注重对气象站的雷电进行防护工作。笔者通过对气象站可能遭受雷电袭击的类型的分析，并从三个方面为自动气象站可以有效防雷提供了一些措施。希望可以推进气象现代化建设的发展。参考文献1拉巴次仁.浅谈自动气象站的防雷设计j.数码设计:下,2019, 000(004):167-168.2杨志军,王博雅,王卫农,等.邵阳市新型自动气象站综合防雷技术探讨